第一章 网络设备的选购与连接.ppt

第一章网络设备的选购与连接,交换机与路由器技术,初识网络设备,网络设备的品牌,思科，华为，H3C，锐捷等,网络设备的基本分类,数通产品，无线产品，安全产品等,数通产品路由器，交换机,模拟场景,某公司准备对内部网络进行重新规划，具体需求如下：公司计划使用一个C类IP地址192.168.0.0/24来作为公司的内网地址，现公司共有7个部门，每个部门的电脑台数不多于20台，请根据以上要求设计公司的子网，要求写出具体的子网号和子网掩码？,解：依题意可知：公司有7个部门，根据子网计算公式27，n=3，故需向主机位借3位作为网络位，即现在的网络位为24+3=27，主机位为32-27=5根据主机数计算公式2-2，n=5，故主机数为30，满足题目要求。子网号为：192.168.0.0/27子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.32/27子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.64/27子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.96/27子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.128/27子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.160/27子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.192/27子网掩码：255.255.255.224子网号为：192.168.0.224/27子网掩码：255.255.255.224,层次化的网络结构定义,分布层/汇聚层,核心层,访问层/接入层,将数据流交换到合适的地方,路由选择、过滤和WAN的接入,终端到网络的入口,为了简化网络的设计、实现和管理，CISCO使用一种层次模型来描述网络,1：端接设备到网络的接入点。2：用户经常需要访问的资源位于本地，前往来自本地资源的数据只在资源、交换机和最终用户之间传输。,访问层,访问层特性,位于接入层和网络核心层之间访问层的汇接点路由数据分割广播域/多点传送域介质转换安全性远程访问的接入点,分布层,分布层特性,核心层特性,它尽快地将数据流交换到合适的服务用户需要访问企业服务时，其请求将在分布层被处理，并被分布层设备转发给主干，然后主干将请求传输给相应的企业服务,核心层,数据库服务、存储服务、WEB服务、电子邮件服务。,网络分层和优点,1、要了解如何组建互连网络，首先必须知道数据流是如何在网络中传输的。为此，可使用一种概念性网络框架：OSI参考模型。2、OSI模型用途：帮助理解互连网络的工作原理，作为创建和实现网络标准、设备和互连网络方案的指南（框架）3、优点：将复杂的网络划分成简单的组成部分；让工程师能够侧重于模块功能的设计和开发；使得能够定义标准接口，实现即插即用和多厂商交互。,常用网络图标,Router-Colorandsubdued,Bridge,WorkgroupSwitchColor/Subdued,Route/SwitchProcessor,MultilayerSwitch,CiscoIOSFirewall,PIXFirewallRightandLeft,WirelessRouter,路由器的主要参数,CPUCPU是路由器最核心的组成部分。不同系列、不同型号的路由器，其中的CPU也不尽相同。处理器的好坏直接影响路由器的吞吐量（路由表查找时间）和路由计算能力（影响网络路由收敛时间）。一般来说，处理器主频在100M或以下的属于较低主频，这样的低端路由器适合普通家庭和SOHO用户的使用。100M到200M属于中等主频，200M以上则属于较高主频，适合网吧、中小企业用户以及大型企业的分支机构。内存路由器中可能由多种内存，例如Flash、DRAM等。内存用作存储配置、路由器操作系统、路由协议软件等内容。在中低端路由器中，路由表可能存储在内存中。通常来说路由器内存越大越好（不考虑价格）。但是与CPU能力类似，内存同样不直接反映路由器性能与能力。因为高效的算法与优秀的软件可能大大节约内存。目前的路由器内存中，1M到4MBytes属于低等，8MBytes属于中等，16MBytes或以上就属于较大内存了。,吞吐量网络中的数据是由一个个数据包组成，对每个数据包的处理都要耗费资源。吞吐量是指在不丢包的情况下单位时间内通过的数据包数量，也就是指设备整机数据包转发的能力，是设备性能的重要指标。路由器吞吐量表示的是路由器每秒能处理的数据量，是路由器性能的一个直观上的反映。支持网络协议就像人们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须共同遵守一个相同的网络协议才能进行通信。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX。用户如果访问Internet，就必须在网络协议中添加TCP/IP协议。VPN支持能力通常路由器都能支持VPN。其性能差别一般体现在所支持VPN数量上。专用路由器一般支持VPN数量较多。无故障工作时间:该指标按照统计方式指出设备无故障工作的时间。一般无法测试，可以通过主要器件的无故障工作时间计算或者大量相同设备的工作情况计算。,线速转发能力指在达到端口最大速率的时候，路由器传输的数据没有丢包。路由器最基本且最重要的功能就是数据包转发，在同样端口速率下转发小包是对路由器包转发能力的最大考验，全双工线速转发能力是指以最小包长（以太网64字节、POS口40字节）和最小包间隔（符合协议规定）在路由器端口上双向传输同时不引起丢包。线速转发是路由器性能的一个重要指标。简单的说就是进来多大的流量，就出去多大的流量，不会因为设备处理能力的问题而造成吞吐量下降。带机数量带机数量很好理解，就是路由器能负载的计算机数量。在厂商介绍的性能参数表上经常可以看到标称自己的路由器能带200台PC、300台PC的，但是很多时候路由器的表现与标称的值都有很大的差别。这是因为路由器的带机数量直接受实际使用环境的网络繁忙程度影响，不同的网络环境带机数量相差很大。比如在网吧里，几乎所有的人都同时在上网聊天、打游戏、看网络电影，这些数据都要通过WAN口，路由器的负载很重。而企业网上经常同一时间只有小部分人在使用网络，路由器负载很轻。因此把一个能带200台PC的企业网中的路由器，放到网吧可能连50台PC都带不动。,网络设备介绍,路由器简介思科产品线：详见课本内容,路由器局域网常见接口,AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种D型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接，但更多的是借助于外接的收发转发器（AUI-to-RJ-45），实现与10Base-T以太网络的连接。当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（10Base-2）或光缆（10Base-F）的连接。这里所讲的路由器AUI接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的.,区分不同的连接类型,AUI连接器是DB15,ISO8877(RJ-45)连接器和插孔比电话连接器RJ-11和插孔略大,光纤连接器接口,UTP设备,RJ-45连接器,1,8,8,线对4R4,1,2,3,4,5,6,7,线对T代表发送R代表接收,线对2T2,线对2R2,线对3T3,线对1R1,线对1T1,线对3R3,线对4T4,针,UTP实现直连线,两端的线序相同,针线1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC,直连10BaseT/100BaseT,针线1TD+2TD-3RD+4NC5NC6RD-7NC8NC,服务器/路由器,1,8,直连线,8,1,集线器/交换机,UTP实现交叉线,部分线序交叉,8,1,交叉连接10BaseT/100BaseT,针线1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC,针线1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NC,交叉线,1,8,1,8,8,1,集线器/交换机,集线器/交换机,棕白,棕,蓝,绿,绿白,橙白,蓝白,橙,棕白,橙白,蓝白,棕,绿,橙,绿白,蓝,UTP直连线与交叉线对比,两个端口均标有或均没标有“X”时用交叉线.,有且仅有一个端口标记有“X”时使用直连线.,1x,2x,3x,4x,1x,2x,3x,4x,1x,2x,3x,4x,以太网交换机的主要性能指标,存储转发技术存储转发技术要求交换机在接收到全部数据包后再决定如何转发，采用该技术的交换机可以在转发之前检查数据包的完整性和正确性，减少了不必要的数据转发。直通转发则是在交换机收到整个帧之前就已经开始转发数据了，这样可以有效地降低交换延迟。但是，交换机在没有完全接收并检查数据包的正确性之前就已经开始了数据转发。在通信质量不高的环境下，交换机会转发所有的完整数据包和错误数据包，这实际上是给整个交换网络带来了许多垃圾通信包。因此，直通转发技术适用于网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境。,把握交换机的主要性能指标是关键，而判断交换机性能的好坏，需要从以下几方面的因素出发：,管理功能通常交换机厂商都提供管理软件或第三方管理软件远程管理交换机。一般的交换机满足SNMPMIBI/MIBII统计管理功能，而复杂一些的交换机会通过增加内置RMON组（mini-RMON）来支持RMON主动监视功能。有的交换机还允许外接RMON监视可选端口的网络状况。延时采用直通转发技术的交换机有固定的延时，因为直通式交换机不管数据包的整体大小，而只根据目的地址来决定转发方向。所以，它的延时是固定的。采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完完整的数据包才开始转发，所以数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。全双工全双工端口可以同时发送和接收数据，具有全双工功能的交换机可以获得两倍于单工模式通信的吞吐量，并且避免了数据发送与接收之间的碰撞。目前市场上的主流千兆交换机如Cisco、华为的产品均支持全/半双工模式的自动转换。,链路聚合链路聚合可以让交换机之间和交换机与服务器之间的链路带宽有非常好的伸缩性，比如可以把2个、3个、4个千兆的链路绑定在一起，使链路的带宽成倍增长。链路聚合技术可以实现不同端口的负载均衡，同时也能够互为备份，保证链路的冗余性。在这些千兆以太网交换机中，最多可以支持4组链路聚合，每组中最大4个端口。链路聚合一般是不允许跨芯片设置的。生成树协议和链路聚合都可以保证一个网络的冗余性。在一个网络中设置冗余链路，并用生成树协议让备份链路阻塞，在逻辑上不形成环路。而一旦出现故障，启用备份链路。背板带宽背板带宽是指交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。由于所有端口间的通讯都要通过背板完成，所有背板能够提供的带宽就成为端口间并发通讯时的瓶颈。带宽越大，能够给各通讯端口提供的可用带宽越大，数据交换速度越快；带宽越小，则能够给各通讯端口提供的可用带宽越小，数据交换速度也就越慢。因此，背板带宽越大，交换机的传输速率则越快。,如何考察交换机的背板带宽是否够用从两个方面来考虑：线速的背板带宽：考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为：总带宽=端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽标称背板带宽，则背板带宽是线速的。可实现全双工无阻塞交换。第二层包转发线速：第二层包转发率=千兆端口数1.488Mpps+百兆端口数*0.1488Mpps+其余类型端口*相应计算方法如果这个速率能标称二层包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps,第三层包转发线速：第三层包转发率=千兆端口数1.488Mpps+百兆端口数*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法如果这个速率能标称三层包转发速率，那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。,网络设备介绍,交换机简介思科产品线：详见课本内容,交换机堆叠线,交换机的堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，同时堆叠后的带宽是单一交换机端口速率的几十倍。但是，并不是所有的交换机都支持堆叠的，这取决于交换机的品牌、型号是否支持堆叠；并且还